水污染控制工程課程設(shè)計(jì)某城市13萬m3d污水

1、目錄第一章 總論- 1 -第一節(jié) 摘要- 1 -第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容- 1 -第三節(jié) 基本資料 - 1 -第二章 污水處理工藝流程說明- 2 -第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定- 2 -第二節(jié) 進(jìn)水水質(zhì)和設(shè)計(jì)依據(jù)- 2 -第三節(jié) 污水處理工藝的確定和工藝流程圖- 3 -第四節(jié) 工藝說明- 3 -第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)- 4 -第一節(jié) 格柵間和泵房- 4 -第二節(jié) 沉砂池- 6 -第三節(jié) 初沉池- 8 -第四節(jié) 曝氣池- 11 -第五節(jié) 二沉池- 17 -第四章 主要設(shè)備說明- 19 -第五章 污水廠總體布置- 20 -第一節(jié) 主要構(gòu)（建）筑物與附屬構(gòu)筑物- 20 -第二節(jié) 污水廠平面布置- 22 -第

2、三節(jié) 污水廠高程布置- 24 -參考文獻(xiàn)：- 27 - - 29 -第一章 總論第一節(jié) 摘要 某城市13萬m3/d污水進(jìn)水水質(zhì)為codcr 480mg/l、bod 250mg/l、ss 300mg/l經(jīng)傳統(tǒng)活性污泥法處理，使其達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：出水codcr降至60mg/l以下，bod5 降至20mg/l以下， ss 降至30mg/l以下。 關(guān)鍵詞 ：活性污泥法 bod cod ss 外文翻譯：a city of 130,000 m3 / d sewage water for the water quality of codcr 480mg / l, bod 250mg / l, ss 300mg

3、 / l by traditional activated sludge treatment to meet the following criteria: codcr down to the water 60mg / l below bod5 down to 20mg / l of the following, ss down to 30mg / l below. key words: activated sludge bod cod ss第二節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)和內(nèi)容本次設(shè)計(jì)是對于某城市13萬m3/d污水處理廠工藝設(shè)計(jì)。針對一座二級處理的城市污水處理廠，要求對主要污水處理構(gòu)筑物的工藝尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)

4、算，確定污水廠的平面布置和高程布置。最后完成設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和設(shè)計(jì)圖（污水處理廠平面布置圖和污水處理廠高程圖）。第三節(jié) 基本資料 某市是一個(gè)工業(yè)城市，位于中國東北地區(qū)，松花江貫穿市內(nèi)，是該市的主要河流。該地區(qū)多年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲髂巷L(fēng)。年平均氣溫4.6；最熱月平均氣溫為26.5；極端氣溫，最高為33；最低氣溫為-40；最大凍土深度為1.9m，多年平均降雨量639.9mm，年平均蒸發(fā)量1210mm，地下水位為56m。 現(xiàn)在的某市是以有色冶煉、鐵路運(yùn)輸機(jī)車、汽車配件、摩托車、建筑材料、化工等為主體的重工業(yè)基地著稱。大型工業(yè)和交通運(yùn)輸是某市的主導(dǎo)職能，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展則以機(jī)械、化工、冶金和建材為主，它是某省高新技

5、術(shù)產(chǎn)業(yè)的主要城市。2000年工業(yè)總產(chǎn)值173.3億元，占全市的83.0%。而其工業(yè)主要集中在江北和鐵東地區(qū)，包括冶煉廠，香蘭素廠，煉油廠，化工廠等污染較嚴(yán)重的單位，這些污染源大部分分布在城市生活用水取水源的下游，也是垂直于主導(dǎo)風(fēng)向的地區(qū)，這給集中處理污水提供了地理?xiàng)l件。 該市市區(qū)人口50余萬，其中工礦企業(yè)人口占大多數(shù)，人口分布明顯呈隨工業(yè)分布的形勢。污水處理廠選址擬定于松花江的哈達(dá)灣地帶，該地帶是松花江流域的最下游，且處于污染較集中地區(qū),便于收集污水，地價(jià)較便宜, 居民較少，適于建造大型污水處理廠。污水廠選址在185-192m之間，平均地面標(biāo)高為187.5m。平均地面坡度為0.3%-0.5%，

6、地勢為西北高，東南低。廠區(qū)征地面積為東西長380m，南北長280m。第二章 污水處理工藝流程說明第一節(jié) 設(shè)計(jì)流量的確定1.平均日流量 q=108333.3(m3/d)=4513.9(m3/h)=1.25(m3/s)平均日流量在設(shè)計(jì)計(jì)算中的用途：該流量用來計(jì)算污水廠的柵渣量、沉砂量、污泥量、處理總水量、耗藥量及年抽升電量。2.設(shè)計(jì)流量 qmax=130000(m3/d)=5417(m3/h)=1.5(m3/s)設(shè)計(jì)流量的用途：（1）. 設(shè)計(jì)流量用于污水處理廠中管渠計(jì)算及個(gè)處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。 由于設(shè)計(jì)流量持續(xù)較短，當(dāng)曝氣池設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間在6h以上時(shí)，則用時(shí)平均流量作為曝氣池的設(shè)計(jì)流量。（2）.降雨

7、時(shí)的設(shè)計(jì)流量（m3/h或l/s） 該流量包括旱天流量和截留n倍的初期雨水流量。該流量校核初沉池以前的處理構(gòu)筑物和設(shè)備。（3）. 污水處理廠分期建設(shè)時(shí)，以相應(yīng)的各期流量作為設(shè)計(jì)流量。3.最小污水流量 qmin = qmax =97500(m3/d )=4062.5(m3/h)=1.13(m3/s)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)為平均日流量的-，最小流量常用于污水泵站最低水位及污水泵選型等。第二節(jié) 進(jìn)水水質(zhì)和設(shè)計(jì)依據(jù)根據(jù)原始資料，污水處理廠的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)見下表：城市污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)：處理水量（萬m3/d)codcr(mg/l)bod5(mg/l)ss(mg/l)進(jìn)水13602030本次設(shè)

8、計(jì)中氮、磷均不作要求，污水經(jīng)二級處理后應(yīng)達(dá)到以下要求：出水codcr降至60mg/l以下，bod5 降至20mg/l以下， ss 降至30mg/l以下。經(jīng)分析，原污水各項(xiàng)指標(biāo)均不是很高，采用傳統(tǒng)活性污泥法處理工藝即可達(dá)到處理要求。設(shè)計(jì)依據(jù)：（1）.老師提供的水質(zhì)水量資料； （2）.老師提供的出水標(biāo)準(zhǔn)； （3）.給水排水常用數(shù)據(jù)手冊； （4）.給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范。第三節(jié) 污水處理工藝的確定和工藝流程圖根據(jù)該地區(qū)污水水質(zhì)特征，污水處理工程沒有脫氮除磷的特殊要求，主要的去除目的是bod5，codcr和ss，本設(shè)計(jì)采用傳統(tǒng)活性污泥法生物處理，曝氣池采用傳統(tǒng)的推流式曝氣池。污水?dāng)M采用傳統(tǒng)活性污泥法工藝處理

9、，具體流程如下：分流閘井格柵間污水泵房污水出水井計(jì)量槽沉砂池初沉池曝氣池二沉池消毒間出水第四節(jié) 工藝說明一.城市污水通過格柵去除固體懸浮物，然后進(jìn)入平流沉砂池去除污水中密度較大的無機(jī)顆粒污染物（如泥砂，煤渣等），再進(jìn)入平流式初沉池去除細(xì)小懸浮物，流入曝氣池，在活性污泥的作用下進(jìn)一步去除廢水中的污染物。經(jīng)過生物降解之后的污水經(jīng)配水井流至二沉池，進(jìn)行泥水分離，二沉池的出水codcr降至60mg/l以下，bod5 降至20mg/l以下， ss 降至30mg/l以下，即可達(dá)標(biāo)排放。二沉池的污泥除部分回流外其余經(jīng)濃縮脫水后外運(yùn)。二.本工藝的優(yōu)缺點(diǎn)： 污水處理效果好，bod5去除率可達(dá)到90%以上； 工藝

10、簡單，便于管理 不易發(fā)生污泥膨脹； 曝氣池容積大，占地規(guī)模大，基建費(fèi)用高。 三.處理構(gòu)筑物選擇：污水處理構(gòu)筑物形式多樣，在選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)其適應(yīng)條件和所在城市應(yīng)用情況進(jìn)行選擇。本次設(shè)計(jì)選用平面型傾斜安裝機(jī)械中格柵、平流沉砂池，平流式初沉池，推流式鼓風(fēng)曝氣池，向心輻流式二沉池。第三章 處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì) 第一節(jié) 格柵間和泵房設(shè)計(jì)參數(shù)：1）每日柵渣量大于0.2m3,一般應(yīng)采用機(jī)械清渣。 2）過柵流速一般采用0.61.0m/s。3）格柵前渠道內(nèi)的水流速度一般采用0.40.9m/s。4）格柵傾角一般采用4575。5）通過格柵的水頭損失，粗格柵一般為0.2m，細(xì)格柵一般為0.30.4m。型式：平面型 ，傾斜安

11、裝機(jī)械格柵q=130000(m3/d)=5417(m3/h)=1.5(m3/s)，選三組格柵，則qmax=0.50(m3/s)1.柵條的間隙數(shù)（n） 設(shè)柵前水深h=0.6m，過柵流速v=0.9m/s，柵條間隙寬度b=0.021m，格柵傾角=60。 n=42(個(gè)) 式中：n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；qmax 最大設(shè)計(jì)流量，m3/s； 格柵傾角度；e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm，細(xì)格柵e310mm；v 過柵流速，m/s。2.柵槽寬度（b） 設(shè)柵條寬度 s=0.01(m) b=s(n-1)+bn=0.01(42-1)+0.02142=1.3(m)式中：b 柵槽寬度，m；s 柵條

12、寬度，m,取0.01m；n 柵條間隙數(shù)，個(gè)；e 柵條凈間隙，粗格柵e50100mm，中格柵e1040mm格柵e310mm3.進(jìn)水渠道漸寬部分的長度設(shè)進(jìn)水渠寬b1=0.65m，其漸寬部分展開角度1=20， l1=0.9(m)4.柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度（l2） l2= =0.45(m) 式中：l1-進(jìn)水渠道漸寬部分的長度(m) l2=-柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(m)5.通過格柵的水頭損失（h1）(m) 設(shè)柵條斷面為銳邊矩形斷面,則=2.42 h1=()4/3sink=2.42（）4/3sin603=0.097(m)式中：h1 過柵水頭損失，m；h0 計(jì)算水頭損失，m；g 重力

13、加速度，9.81m/s2；k 系數(shù)，格柵受污物堵塞后，水頭損失增大的倍數(shù)，一般k=3； 阻力系數(shù)，與柵條斷面形狀有關(guān) ， 當(dāng)為矩形斷面時(shí)，=2.42。6.柵后槽總高度（h） 設(shè)柵前渠道超高h(yuǎn)2=0.3m。 h=h+h1+h2=0.6+0.097+0.3=1.0(m)7.柵槽總長度（l）l=l1+l2+0.5+1.0+=0.9+0.45+1.0+0.5+=3.37(m)式中：l1-進(jìn)水渠道漸寬部分的長度(m) l2-柵槽與出水渠道連接處的漸窄部分長度(m) -進(jìn)水渠道漸寬部分的展開角度，一般采用208.每日柵渣量（w） 在格柵間隙21mm的情況下，設(shè)柵渣量為每1000m3污水產(chǎn)0.07m3，設(shè)k

14、z=1.2。w= 式中： w 每日柵渣量，m3/d； w1 柵渣量，（m3/103m3 污水）取0.10.01；粗格柵用小值，細(xì)格柵用大值，中格柵用中值； w=2.88(m3/d)0.2( m3/d) ，易采用機(jī)械清渣方式。 9.提升泵房進(jìn)水泵采用五臺潛污泵，其中一臺備用，置于集水池中。集水池尺寸為5.8 m8 m9 m，水泵單機(jī)流量0.43 m3/s。據(jù)現(xiàn)行污水處理廠的運(yùn)行資料顯示，采用plc系統(tǒng)可以根據(jù)水位控制水泵的開停，也可使泵按交替方式運(yùn)行，效果良好，自控程度較高，建議采用。如果來水量大于設(shè)計(jì)流量，水位異常升高時(shí)，將通過溢流道溢出，溢流水位是3.40 m。 提升上來的污水由三個(gè)渠道通過

15、細(xì)格柵攔污。按上式的計(jì)算，渠道長3.7 m，寬4.6 m，深1.6 m，每條渠道前后均設(shè)插板閘門，也可以采取2用1備的運(yùn)行方式。進(jìn)水泵房的能力可以滿足近期和遠(yuǎn)期水量的要求。 第二節(jié) 沉砂池設(shè)計(jì)參數(shù)：1） 最大流速為0.3 m/s，最小流速為0.15 m/s. 2） 最大流量時(shí)停留時(shí)間不小于30 s，一般采用30-60 s。3） 有效水深不應(yīng)大于1.2 m，一般采用0.25-1 m，每格寬度不易小于0.6 m.4） 進(jìn)水頭部應(yīng)采取消能和整流措施。5） 池底坡度一般為0.01-0.02.當(dāng)設(shè)置沉砂設(shè)備時(shí)，可根據(jù)設(shè)備要求考慮池底形狀。沉砂池的選型：沉砂池主要用于去除污水中粒徑大于0.2mm，密度2.

16、65t/m3的砂粒，以保護(hù)管道、閥門等設(shè)施免受磨損和阻塞。沉砂池有平流式、豎流式、曝氣式和旋流式四種形式。由于旋流式沉砂池有占地小，能耗低，土建費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)；豎流式沉砂池污水由中心管進(jìn)入池后自下而上流動，無機(jī)物顆粒借重力沉于池底，處理效果一般較差；區(qū)旗沉砂池則是在池的一側(cè)通入空氣，使污水沿池旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，從而產(chǎn)生與主流方向垂直的橫向恒速環(huán)流。砂粒之間產(chǎn)生摩擦作用，可使沙粒上懸浮性有機(jī)物得以有效分離，且不使細(xì)小懸浮物沉淀，便于沉砂和有機(jī)物的分別處理和處置。平流式沉砂池具有構(gòu)造簡單、處理效果好的優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)采用平流式沉砂池，共選四組，每組兩格，則qmax=0.38(m3/s)設(shè)沉砂池中最大流速vmax

17、=0.3m/s，最大流量時(shí)停留時(shí)間t=50s。1.沉砂池長度（l） l=vmaxt=0.350=15(m) 式中：vmax-最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流速（m/s） t-最大設(shè)計(jì)流量時(shí)的流行時(shí)間（s）2.水流斷面面積（a） a=1.27(m2) 式中：qmax -最大設(shè)計(jì)流量(m3/s)3.池總寬度（b） 設(shè)n=2格，每格寬b=0.8m b=nb=20.8=1.6(m)4.有效水深（h2） h2=0.79(m) 式中：h2 -設(shè)計(jì)水深(m)5.沉砂斗所需容積（v） 設(shè)t=2d，則 v=2.74(m3) 式中：x-城市污水沉砂量，一般采用30m3/106m3污水 t-清除沉砂的間隔時(shí)間(d) kz-生活污

18、水流量總變化系數(shù)6.每個(gè)沉砂斗容積（v0） 設(shè)每一分格有兩個(gè)沉砂斗，則v0=0.69(m3)7.沉砂斗各部分尺寸 設(shè)斗底寬a1=0.5m,斗壁與水平面的傾角為55，斗高h(yuǎn)=0.35m，沉砂斗上口寬： a=+ a1=+0.5=1.0(m) 式中：a1-斗底寬度(m) h-斗高(m)8.沉砂室高度（h3）采用重力排砂，設(shè)池底坡度為0.01，坡向砂斗，則 h3=h+0.02l2=0.35+0.012.65=0.38(m)式中：l2為砂粒密度9.池總高度（h）設(shè)超高h(yuǎn)1=0.3 m則h= h1+ h2+h3=0.3+0.79+0.38=1.47(m)式中：h1-超高(m) h3-沉砂室高度(m)10.

19、驗(yàn)證最小流速（vmin）在最小流量時(shí)只用一格工作（n1=1） vmin= =0.45(m/s)0.15(m/s) 式中：qmin-最小流量(m3/s) n1 -最小流量時(shí)工作的沉砂池?cái)?shù)目（個(gè)） wmin-最小流量時(shí)沉砂池中的水流斷面面積(m2)第三節(jié) 初沉池設(shè)計(jì)參數(shù)：1） 沉淀池設(shè)計(jì)流量取最大設(shè)計(jì)流量，初次沉淀池沉淀時(shí)間取12h，表面負(fù)荷取1.52.5 m3/(m2h)，沉淀效率為40%60%。2） 池（或分格）的長寬比不小于4，長深比采用812.3） 設(shè)計(jì)有效水深不大于3.0m。4） 緩沖層高度在非機(jī)械排泥時(shí)，采用0.5m；機(jī)械排泥時(shí)，則緩沖層上緣高出刮泥板0.3m。5） 進(jìn)水出設(shè)閥門調(diào)節(jié)流

20、量，淹沒式潛孔的流速為0.10.4m/s，出水設(shè)三角形溢流堰，溢流堰流量的計(jì)算式為 q=1.43h5/2 式中 q-三角堰的過堰流量（m3/s）； h-堰頂水深(m)。6）池底坡度一般為0.010.02；采用多斗時(shí)，每斗設(shè)單獨(dú)的排泥管及排泥閘閥，池底橫向坡度采用0.05。7）進(jìn)出水處設(shè)置擋板，高出池底內(nèi)水面0.150.2m，設(shè)其淹沒深度為進(jìn)水處不小于0.25m，出水處不大于0.25m，擋板位置距進(jìn)水口為0.52.0m，距離出水口為0.250.5m。8）污泥斗的排泥管一般采用鑄鐵管，其直徑不小于0.2m，下端伸入斗底中央處，頂端敞口，伸出水面，便于疏通和排氣。在水面以下1.52.0m處，與排泥管

21、連接水平排出管，污泥即由此借靜壓水力排出池外，排泥時(shí)間大于10min。初沉池的選型：初次沉淀池是二級污水處理廠的預(yù)處理構(gòu)筑物，在生物處理構(gòu)筑物前面。處理的對象是懸浮物（英文縮寫ss，約可去除40%55%以上），同時(shí)可去除部分bod5（約占總bod5的20%30%，主要是懸浮性bod5），可改善生物處理構(gòu)筑物的運(yùn)行條件并降低其bod5負(fù)荷。沉淀池按池內(nèi)水流方向的不同，可分為平流式、豎流式和幅流式。表3-4 各種沉淀池優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件池型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)適用條件平流式（1）沉淀效果好（2）對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力強(qiáng)（3）施工簡易（4）平面布置緊湊（5）排泥設(shè)備已趨定型（1）配水不易均勻（2）采用多斗

22、排泥時(shí)每個(gè)泥斗需單獨(dú)設(shè)排泥管，操作量大（3）采用機(jī)械排泥時(shí)，設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高適用于大、中、小型污水處理廠豎流式（1）排泥方便，管理簡單（2）占地面積?。?）池子深度大，施工困難（2）對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)能力較差（3）池徑不宜過大，否則布水不勻適用于小型污水處理廠幅流式（1）多為機(jī)械排泥，運(yùn)行可靠，管理較簡單（2）排泥設(shè)備已定型化機(jī)械排泥設(shè)備復(fù)雜，對施工質(zhì)量要求高適用于大、中型污水處理廠根據(jù)以上分析，本設(shè)計(jì)采用平流式初沉池 ， 池子個(gè)數(shù)八個(gè)。1.池子總面積：設(shè)表面負(fù)荷q=2.5m3/(m2h)a=1806 (m2)式中：q-日平均流量（m3/s） q-表面負(fù)荷m3/(m2h)2.

23、沉淀部分有效水深： h2= qt=2.51.5=3.75(m) 式中：t-沉淀時(shí)間(h)3.沉淀部分有效容積： v=qt3600=1.251.53600=6750（m3）4.池長：設(shè)水平流速v=7mm/sl=vt3.6=71.53.6=3.78(m) 式中：t-水平流速（mm/s）5.池子總寬度:b=48(m)6.池子個(gè)數(shù)：設(shè)每格池寬b=6m n=8(個(gè)) 式中：b-每個(gè)池子（或分格）寬度（m）7.校核長寬比，長深比： 長寬比：=6.34 (符合要求) 長深比：=10.08 (符合要求) 8.污泥部分所需的總?cè)莘e：設(shè)t=2d , s=0.5l/(人d) v= = =500 （m3）式中：s-每

24、人每日污泥量，一般采用0.3-0.8l/(人d) n-設(shè)計(jì)人口數(shù)（人） t-兩次清除污泥間隔時(shí)間（d）9.每格污泥池部分所需容積：v”= = =62.5（m3）10.污泥斗容積：設(shè)污泥斗上口寬b=6m 下口寬為0.5m 則 上口面積：f1=66=36 (m2) 下口面積：f2=0.50.5=0.25(m2) 泥斗高度：h=tg60 =4.77 (m) 污泥斗容積：v1= h( f1 + f2+) = 4.77(36+0.25+)=62.5 （m3） 式中：f1-斗上口面積(m2) f2 -斗上口面積(m2) h -泥斗高度(m)11.污泥斗以上梯形部分污泥容積： h=（37.8+0.3-6）0

25、.01=0.321 (m) l1=37.8+0.3+0.5=20.8 (m) l2=6m v2= hb=0.3216=26 （m3）12.污泥斗和梯形部分污泥容積： v1 +v2=62.5+26=88.5 （m3）62.5（m3）13.池子總高度：設(shè)緩沖層高度h=0.5m h=h1+h2+h3+h4 h4= h+ h=0.321+4.77=5.091 (m)h=h1+h2+h3+h4=0.3+3.75+0.5+5.1=9.65 (m)式中：h1-超高 h3-緩沖層高度 h4-污泥部分高度第四節(jié) 曝氣池 設(shè)計(jì)參數(shù)：1）曝氣池長寬比一般不小于10，寬深比（深度指有效水深）宜采用12。水深較大時(shí)采用

26、大比值，反之采用小比值。池深一般為25m（因?yàn)樯疃扔性靸r(jià)及動力費(fèi)用有密切關(guān)系）。2）當(dāng)費(fèi)用鼓風(fēng)曝氣時(shí)，空氣主干管高度高于水面0.5m，當(dāng)采用機(jī)械曝氣時(shí)，葉輪高于水面1.2m。3）曝氣池不應(yīng)小于2組，并按同時(shí)運(yùn)行設(shè)計(jì)，每組14個(gè)廊道組合而成。4）回流污泥應(yīng)根據(jù)計(jì)算求得，通常大于設(shè)計(jì)污泥水量的50%100%。5）當(dāng)用空氣擴(kuò)散板作為曝氣裝置時(shí)，其擴(kuò)散板面積應(yīng)根據(jù)其性能計(jì)算求得，可按池面積的6%10%計(jì)算（指當(dāng)每塊擴(kuò)散板的尺寸為30030040時(shí)，空氣量為1.01.5m3/( m2min)。曝氣池選型：傳統(tǒng)活性污泥法，又稱普通活性污泥法，污水從池子首段進(jìn)入池內(nèi)，二沉池回流的污泥也同步進(jìn)入，廢水在池內(nèi)呈

27、推流形式流至池子末端，流出池外進(jìn)入二次沉淀池，進(jìn)行泥水分離。污水在推流過程中，有機(jī)物在微生物的作用下得到降解，濃度逐漸降低。傳統(tǒng)活性污泥法對污水處理效率高，bod去除率可待90%以上，是較早開始使用并沿用至今的一種運(yùn)行方式。本工藝設(shè)計(jì)曝氣池采用推流式鼓風(fēng)曝氣，共四組曝氣池 ，兩廊道式 。采用螺旋泵回流污泥。1. 污水處理成度的計(jì)算及曝氣池的運(yùn)行方式（1） .污泥處理效率： 經(jīng)一級處理后 bod的去除率達(dá)到30后，進(jìn)入曝氣池時(shí)的bod為250（1-30）=175mg/l=100=100=100100=88.6100式中：sa-進(jìn)水bod濃度(mg/l) st-出水bod濃度(mg/l) -bod

28、去除效率（%）（2）.曝氣池的運(yùn)行方式 本設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮曝氣池運(yùn)行方式的靈活性和多樣性。2. 曝氣池的計(jì)算與各部位尺寸的確定曝氣池按bod污泥負(fù)荷法計(jì)算（1）bod-污泥負(fù)荷率的確定。 擬采用的bod-污泥負(fù)荷率為0.3kgbod5/(kgmlssd)，但為穩(wěn)妥，需要加以校核，校核公式為： ns=0.313(kgbod5/kgmlssd)0.3(kgbod5/kgmlssd) 計(jì)算結(jié)果證明，值取0.3是適宜的。（2）.確定混合液污泥濃度值（x）根據(jù)確定的ns值，查排水工程書中圖4-7得相應(yīng)的svi值為100-120，取值120.對此根據(jù)公式計(jì)算污泥濃度x。對此r=1.2，r=50%，帶入各值，得

29、 x=3033 (mg/l)(3).確定曝氣池容積：取ns=0.3kgbod5/(kgmlssd) x=3000mg/lv=21064.82 （m3）式中：q-污水設(shè)計(jì)流量(m3/d) ns-bod污泥負(fù)荷(kgbod5/kgmlssd) x-污泥濃度(mg/l)(4).確定曝氣池各部分尺寸:設(shè)四組曝氣池，每組容積為：v單=5226.2 （m3）取池深 h=5m 則每組曝氣池面積為：f=1053.24 （m2）取池寬為10m 則=2 介于12之間，符合規(guī)定。擴(kuò)散裝置可設(shè)在廊道的一側(cè)，池長：l=105.32 (m)106(m)=10.610符合規(guī)定。設(shè)二廊道式曝氣池，單廊道長：l1=53(m)

30、介于5070之間 ，合理。 取超高0.5 m，則池總高為：h=0.5+ h=0.5+5=5.5 (m)(5).剩余污泥的計(jì)算：干沉量：w=aqsr-bvxv=0.50.155-0.07210653.00.75=5078.10(kg/d)=211.59(kg/h)式中：w-系統(tǒng)每天排除剩余污泥量 a-污泥增值系數(shù)0.50.7 b-污泥自身氧化率0.040.1 濕污泥量：qs=52.83(m3/d) 式中：xv-揮發(fā)性懸浮固體濃度mlvss(kg/m3) xv=0.75xr xr-回流污泥濃度，(mg/l)svi污泥指數(shù)3.曝氣系統(tǒng)的計(jì)算：（1）平均需氧量：r=o2=aqsr+bvxv=0.50.

31、155+0.1521064.820.753.0=15505.22 (kg/d)=646.05 (kg/h) 式中：o2-混合液每日需氧量(kg o2/d) a-氧化每公斤bod需氧公斤數(shù)（kgo2/kgbod），一般取0.420.53 b-污泥自身氧化需氧率（kgo2/kgmlvss）,一般取01880.11（2）最大時(shí)需氧量：o2max=aq設(shè)sr+bvxv=(0.51300000.155+0.1521064.823.0)2.4=814.76(kg/h)（3）每日去除的bod5值：bodr=qsr=0.155=16791.67 (kg/d) 式中：sr=sa-se=175-20=155mg/

32、l=0.155(kg/m3)（4） 去除每千克bod5的需氧量： o2=0.93kgo2/kgbod5（5）最大需氧量與平均需氧量之比：=1.26 符合要求.4.供氣量的計(jì)算：采用網(wǎng)狀膜型中微孔曝氣器，敷設(shè)于距池底0.2米處，淹沒水深4.0米，計(jì)算溫度為33.查排水工程附錄1，得：水中溶解氧飽和度： cs(20)=9.17mg/l； cs(30)=7.63mg/l(1).空氣擴(kuò)散器出口處的絕對壓力（pb）pb =1.013105+9.8103h (pa)帶入各值，得 pb =1.013105+9.81034.0=1.405 105(pa)（2）.空氣離開曝氣池面時(shí)，氧的百分比，即： ot=10

33、0% 式中：ea-空氣擴(kuò)散器的氧轉(zhuǎn)移效率，對網(wǎng)狀模型中微孔空氣擴(kuò)散器，取值12%. ot=100%=18.43%（3）.曝氣池混合液中平均氧飽和度（按最不利的溫度條件考慮）即： csb(t)=cs(+) 最不利溫度條件，按33考慮，帶入各值，得： csb(33)=7.63(+)=8.54（mg/l）（4）.換算為在20條件下，脫氧清水的充氧量，即： r0= 取值；c=2.0；帶入各值，得： r0=250（kg/h)相應(yīng)的最大時(shí)需氧量為： r0=303（kg/h)（5）.曝氣池平均時(shí)供氣量，即： gs=100帶入各值，得： gs=100=6946 (m3/h)（6）.曝氣池最大時(shí)供氣量 gs(m

34、ax)=100=8148 (m3/h)（7）.去除每千克bod的供氣量： 24=9.93m3空氣/kgbod（8）.每m3污水的供氣量24=1.28m3空氣/m3污水（9）.本系統(tǒng)的空氣總用量： 除采用鼓風(fēng)曝氣外，本系統(tǒng)還采用空氣在回流污泥井提升污泥，空氣量按回流污泥量的8倍考慮，污泥回流比r值取60%，這樣，提升回流污泥所需空氣量為： =26000 (m3/h)總空氣量為： 8418+26000=34418 (m3/h)5.空氣管系統(tǒng)計(jì)算按曝氣池平面圖，布置空氣管道，在相鄰的兩個(gè)廊道的隔墻上設(shè)一根干管，共5根干管。在每根干管上設(shè)5對配氣豎管，共10條配氣豎管。全曝氣池共設(shè)50條配氣豎管。每根

35、豎管的供氣量為： =168 (m3/h)曝氣池平面面積為：10610=1060（m2）每個(gè)空氣擴(kuò)散器的服務(wù)面積按0.49 m2 計(jì)，則所需空氣擴(kuò)散器的總數(shù)為 =2164（個(gè)）為安全計(jì)，本設(shè)計(jì)采用2200個(gè)空氣擴(kuò)散器，每個(gè)豎管上安設(shè)的空氣擴(kuò)散器的數(shù)目為: =44(個(gè))每個(gè)空氣擴(kuò)散器的配氣量為 =3.83 (m3/h)將以布置的空氣管路及布設(shè)的空氣擴(kuò)散器繪制成空氣管路計(jì)算圖(參見圖)，用以計(jì)算。 選擇一條從鼓風(fēng)機(jī)房開始的最遠(yuǎn)最長的管路作為計(jì)算管路。在空氣量變化處設(shè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)一編號后列表進(jìn)行空氣管道計(jì)算。 空氣干管和支管以及配氣豎管的直徑，根據(jù)通過的空氣量和相應(yīng)的流速按排水工程附錄2加以確定。 空

36、氣管路的局部阻力損失，根據(jù)配件的類型折算成當(dāng)量長度損失l0，并計(jì)算出管道計(jì)算的計(jì)算長度l+l0(m)( l為管段長度)。 空氣管道的沿程阻力損失，根據(jù)空氣管的管徑（d）mm、空氣量m3/min、計(jì)算溫度和曝氣池水深，查附錄3求得。 空氣管道系統(tǒng)的總壓力損失為： （h1+h2）=201.999.8=1.979 (kpa)網(wǎng)狀膜空氣擴(kuò)散器的壓力損失為5.88kpa,則總壓力損失為5.88+1.979=7.859 (kpa) 5.88+1.979=7.859 (kpa)為安全計(jì)，設(shè)計(jì)取值9.8 kpa.6.空壓機(jī)的選定空氣擴(kuò)散裝置安置在距曝氣池池底0.2m處，因此，空壓機(jī)所需壓力為： p=（5-0.

37、2+1.0）9.8=49 (kpa) 空壓機(jī)供氣量： 8418+26000=34418（m3/h）=573.6（m3/min）平均時(shí)： 6946+26000=32946 （m3/h）=549.1 （m3/h）根據(jù)所需壓力和空氣量，決定采用lg60型空壓機(jī)10臺。該型空壓機(jī)風(fēng)壓55kpa,風(fēng)量60m3/min.正常條件下，6臺工作，4臺備用，高負(fù)荷時(shí)8臺工作，2臺備用。 第五節(jié) 二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)：1） 輻流沉淀池設(shè)計(jì)流量取最大設(shè)計(jì)流量，初沉池表面負(fù)荷取2-3.62m3/(m2h),二次沉淀池表面負(fù)荷取0.8-22m3/(m2h)，沉淀效率40%-60%。2） 池直徑一般不大于10m，有效水深大于3

38、 m，池子直徑與有效水深之比宜為612。3） 池子直徑不宜小于16m。4） 池底坡底不宜小于0.05。5） 進(jìn)水處設(shè)閘門調(diào)節(jié)流量，進(jìn)水中心管流速大于0.4m/s，進(jìn)水采用中心管淹沒式潛孔進(jìn)水，過孔流速0.1-0.4 m/s，潛孔外側(cè)設(shè)穿孔擋板式穩(wěn)流罩，保證水流平穩(wěn)。6） 出水設(shè)擋渣板，擋渣板高出池水面0.15-0.2 m，排渣管直徑大于0.2 m，出水周邊采用鋸齒三角堰，匯入集水渠，渠內(nèi)水流速為0.2-0.4 m/s.7） 排泥管設(shè)于池底，管徑大于200mm，管內(nèi)流速大于0.4 m/s，排泥靜水壓力1.2-2.0m，排泥時(shí)間大于10min.二沉池選型：為了使沉淀池內(nèi)水流更穩(wěn)、進(jìn)出水配水更均勻、

39、存排泥更方便，常采用圓形輻流式二沉池。該沉淀池采用中心進(jìn)水，周邊出水的輻流式沉淀池四座，采用吸泥機(jī)排泥。沉淀池采用周邊傳動刮吸泥機(jī)，周邊傳動刮吸泥機(jī)的線速度為2-3m/min，刮吸泥機(jī)底部設(shè)有刮泥板和吸泥管，利用靜水壓力將污泥吸入污泥槽，沿進(jìn)水豎井中的排泥管將污泥排至分配井中。1.沉淀部分水面面積：設(shè)表面負(fù)荷q=2m3/(m2h) n=4個(gè)f=564 （m2）式中：f-沉淀部分水面面積（m2） q-設(shè)計(jì)流量(m3/h) n-池?cái)?shù)（個(gè)） q-表面負(fù)荷m3/(m2h)2.池子直徑：d=26.8（m）取d=27 m 式中：d-池子直徑(m)3.沉淀部分有效水深：設(shè)t=1.5h h2= qt=21.5

40、=3.0（m） 式中：h2-沉淀部分有效水深(m) t -沉淀時(shí)間(h)4.沉淀部分有效容積：v=t=1.5=1129 （m3）污泥部分所需的容積：設(shè)s=0.5l/(人d) t=4hv=7.0（m3）式中：s-每人每日污泥量，一般采用0.3-0.8l/(人d) n-設(shè)計(jì)人口數(shù)（人） t-兩次清除污泥間隔時(shí)間（d）污泥斗容積：設(shè)r1=2m r2=1m =60則h5=( r1+ r2)tg=(2-1)tg60=1.73（m）v1= h5 (r+r1r2+r)=1.73(22+21+12)=12.7（m3）式中：v1-污泥斗容積（m3） h5-污泥斗高度（m） r1-污泥斗上部半徑（m） r2-污泥

41、斗下部半徑（m）5.污泥斗以上圓錐部分污泥容積：設(shè)池底坡度為0.05，則h4=(r-r) 0.05=(13.5-2) 0.05=0.575（m）v2= h4 (r+r1r2+r)=0.45(112+112+22)=67.2（m3） 式中：h4 -圓錐體高度（m） r-池子半徑（m） 6.污泥總?cè)莘e： v1+ v2=12.7+67.2=79.9（m3）7.0（m3）7. 沉淀池總高度：設(shè)h1=0.3m h3=0.5mh= h1+ h2+ h3+ h4+h5=0.3+3.0+0.5+0.575+1.73=6.1（m）式中： h 總高度，m； h1 保護(hù)高，取0.3m； h2 有效水深，m； h3

42、緩沖層高，m，非機(jī)械排泥時(shí)宜為0.5m；機(jī)械排泥時(shí)，緩沖層上緣宜高出刮泥板0.3m； h4 沉淀池底坡落差，m； h5 污泥斗高度，m。 8.沉淀池池邊高度：h= h1+ h2+ h3=0.3+3.0+0.5=3.8（m） 9.徑深比：=9（介于612之間，符合要求） 第四章 主要設(shè)備說明1.格柵 因?yàn)榕湃胛鬯幚韽S的污水中含有一定量較大的懸浮物或漂浮物，所以在處理系統(tǒng)之前設(shè)置格柵，以截留這些較大的懸浮物或漂浮物，防止堵塞后續(xù)處理系統(tǒng)的管理、孔口和損壞輔助設(shè)施。格柵可以根據(jù)格柵條的凈間隙不同而分為粗格柵、中格柵以及細(xì)格柵，分別用于截留不同粒徑的雜物而設(shè)計(jì)，也可以根據(jù)柵渣量的大小二選擇不同的清渣

43、方式，可采用人工清渣或機(jī)械清渣設(shè)計(jì)采用平面型、傾斜安裝機(jī)械中格柵。中格柵選用回旋式機(jī)械格柵，自動清污，柵距為21mm，共三組。2. 提升泵房 生活污水匯集進(jìn)入污水處理廠后，由于管網(wǎng)埋深較大，需要經(jīng)泵房提升后進(jìn)入后續(xù)處理工藝。 進(jìn)水泵采用五臺潛污泵，其中一臺備用，置于集水池中。提升上來的污水由三個(gè)渠道通過細(xì)格柵攔污，也可以采取2用1備的運(yùn)行方式。3. 沉砂池采用沉砂池去除污水中的無機(jī)顆粒。設(shè)計(jì)為平流式沉砂池。共四組，每組兩格。平流式沉砂池是最常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留無機(jī)顆粒效果較好的特點(diǎn)。4. 初沉池由于城市污水中含有大量的細(xì)小懸浮物，經(jīng)過格柵的預(yù)處理，只能去除較

44、大的無機(jī)懸浮物質(zhì)，為此設(shè)計(jì)采用初沉池作為分離細(xì)小的有機(jī)懸浮物的場所。設(shè)計(jì)采用平流式初沉池。其具有沉淀效果好、對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性強(qiáng)、施工簡平面布置緊湊和排泥設(shè)備以趨定型等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)共有八個(gè)池子。5. 曝氣池曝氣池是污水處理的關(guān)鍵處理構(gòu)筑物。本次設(shè)計(jì)采用推流式鼓風(fēng)曝氣池。經(jīng)其處理后的污水基本達(dá)標(biāo)。共四組曝氣池，每組兩個(gè)廊道。6. 二沉池二沉池是二級處理的關(guān)鍵構(gòu)筑物，其效率的高低直接影響出水水質(zhì)的優(yōu)劣，因此設(shè)計(jì)采用了較小的水力負(fù)荷和較長的停留時(shí)間。本設(shè)計(jì)采用中心進(jìn)水，周邊出水輻流式二沉池。共六座，采用機(jī)械刮泥裝置。第五章 污水廠總體布置 第一節(jié) 主要構(gòu)（建）筑物與附屬構(gòu)筑物1.主要構(gòu)筑物

45、：（1）.格柵格柵的主要作用是將污水中的大塊污物攔截，以免對后續(xù)單元的機(jī)泵或工藝管線造成傷害。格柵的攔截物稱為柵渣，其中包括數(shù)十種雜物，大至腐木，小至樹杈、木塞、塑料袋、破布條、石塊、瓶蓋、尼龍繩等。格柵條形式分為直棒式、弧形格柵、輻射式格柵、轉(zhuǎn)筒式格柵和活動?xùn)艞l格柵。最常見的為直棒式柵條格柵。按柵條凈間距分為粗格柵、中格柵、細(xì)格柵。本設(shè)計(jì)采用平面型、傾斜安裝機(jī)械中格柵。中格柵選用回旋式機(jī)械格柵，自動清污，柵距為21mm，共三組。（2）.沉砂池沉砂池的功能是利用物理原理去除污水中的比重較大的無機(jī)顆粒，主要包括無機(jī)性的砂粒、礫石和少量較重的有機(jī)物質(zhì)，其比重約為2.65。一般設(shè)于泵站、倒虹管前以減

46、輕機(jī)械、管道的磨損。也可設(shè)于初次沉淀池之前，以減輕沉淀池的負(fù)荷及改善污泥處理構(gòu)筑物的條件。本設(shè)計(jì)為平流式沉砂池。共四組，每組兩格。平流式沉砂池是最常用的形式，污水在池內(nèi)沿水平方向流動，具有構(gòu)造簡單、截留無機(jī)顆粒效果較好的特點(diǎn)。（3）.初沉池由于城市污水中含有大量的細(xì)小懸浮物，經(jīng)過格柵的預(yù)處理，只能去除較大的無機(jī)懸浮物質(zhì)，為此設(shè)計(jì)采用初沉池作為分離細(xì)小的有機(jī)懸浮物的場所。初沉池的作用是對污水中的以無機(jī)物為主體的比重大的固體懸浮物進(jìn)行沉淀分離。按水流方向沉淀池分為：平流式、輻流式、豎流式三種形式。每個(gè)沉淀池均包含五個(gè)區(qū)，即：進(jìn)水區(qū)、沉淀區(qū)、緩沖區(qū)、污泥區(qū)和出水區(qū)。本設(shè)計(jì)采用平流式初沉池。其具有沉淀

47、效果好、對沖擊負(fù)荷和溫度變化的適應(yīng)性強(qiáng)、施工簡平面布置緊湊和排泥設(shè)備以趨定型等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)共有八個(gè)池子。（4）.曝氣池活性污泥法是利用河川自凈原理的人工強(qiáng)化高效污水處理工藝，80多年來出現(xiàn)過各種活性污泥法變形，近年來微生物學(xué)和細(xì)胞學(xué)的污水生化處理上的應(yīng)用又有了新的進(jìn)展，但是其原理和工藝沒有根本的改變。不同活性污泥法在世界各大都市污水處理廠中仍占有主流位置，曝氣池是活性污泥法污水處理工藝的關(guān)鍵處理構(gòu)筑物。本次設(shè)計(jì)采用推流式鼓風(fēng)曝氣池。經(jīng)其處理后的污水基本達(dá)標(biāo)。共四組曝氣池，每組兩個(gè)廊道。（5）.二沉池二沉池是設(shè)置于曝氣池之后的沉淀池，是以沉淀、去除生物處理過程中產(chǎn)生的污泥獲得澄清的處理水為主要目

48、的。二沉池有別于其他沉淀池，起作用一是泥水分離、二是污泥濃縮，并因水量、水質(zhì)的時(shí)常變化還要暫時(shí)貯存活性污泥。目前人們經(jīng)常把二沉池與生物反應(yīng)器以及污泥回流系統(tǒng)視為一個(gè)處理單元。一般二沉池有輻流式、平流式、豎流式三種形式，池型有圓形、方形。二沉池是二級處理的關(guān)鍵構(gòu)筑物，其效率的高低直接影響出水水質(zhì)的優(yōu)劣。因此本次設(shè)計(jì)采用了較小的水力負(fù)荷和較長的停留時(shí)間。本設(shè)計(jì)采用中心進(jìn)水，周邊出水輻流式二沉池。共六座，采用機(jī)械刮泥裝置。 2.附屬構(gòu)筑物有：宿舍、食堂、浴室、加氯間、行政樓、機(jī)修間等。他們是污水處理廠不可缺少的組成部分。本設(shè)計(jì)附屬建筑物尺寸大小見下表。 附屬建筑物一覽表名稱規(guī)格 lbh（m)機(jī)構(gòu)形式

49、單位數(shù)量備注值班室6.05.03.6磚混座1宿舍35.06.08.0磚混座1兩層食堂20.010.04.5磚混座1浴室15.010.08.0磚混座1行政樓60.015.08.0磚混座1兩層倉庫30.010.04.5磚混座1機(jī)修間27.010.05.4磚混座1電配間25.010.03.9磚混座1電修間10.07.03.9磚混座1車庫12.010.03.9磚混座1出水井29.018.02.5鋼混座2計(jì)量槽3.622.641.80鋼混座1濃縮池12.010.03.12鋼混座2貯泥池8.08.03.5鋼混座2脫水機(jī)房24.09.05.4磚混座1加氯間35.012.05.4磚混座1化驗(yàn)室30.010.0

50、3.9磚混座1在污水處理廠內(nèi)，應(yīng)合理的修筑道路，方便運(yùn)輸；應(yīng)設(shè)置通向各處理構(gòu)筑物和輔助建筑物的必要通道，通道的設(shè)計(jì)應(yīng)符合如下要求：1.主要車行道的寬度：單車道為：3.5m，雙車道為67m.并應(yīng)有回車道。2.車道的轉(zhuǎn)彎半徑不宜小于6m.3.人行道的寬度為：1.52m。4.通向高架構(gòu)筑物的扶梯傾角不宜大于45度。5.天橋?qū)挾炔灰诵∮?m. 第二節(jié) 污水廠平面布置1.布置原則污水處理工程的污水處理流程高程布置的主要任務(wù)是確定各處理構(gòu)筑物的泵房的標(biāo)高，確定各處理構(gòu)筑物之間聯(lián)結(jié)灌渠的尺寸及其標(biāo)高；通過計(jì)算確定各部位的水面標(biāo)高，從而使污水能夠在各處理構(gòu)筑物之間順暢的流動，保證污水處理工程的正常運(yùn)行。為了降低運(yùn)行費(fèi)用和便于維護(hù)管理，污水在處理構(gòu)筑物之間的流動，以按重力流考慮為宜，并設(shè)計(jì)選擇一條距離最長，水頭損失最大的流程進(jìn)行水力計(jì)算。計(jì)算水頭損失時(shí)，以污水廠設(shè)計(jì)流量作為構(gòu)筑物和管渠的設(shè)計(jì)